Bouwen aan de digitale luchtweg

Toch zullen mobiliteit en interactieve computertoepassingen naar elkaar toe moeten groeien. De mogelijkheden daartoe werden op een rijtje gezet tijdens een studiedag in het Techniek Museum, afgelopen maandag.

Zo moet het in de toekomst gaan: een ambulance arriveert bij een ongeluk, het personeel signaleert zeer ernstige verwondingen, richt een camera op de gewonde en legt real time audiovisueel contact met een arts in het ziekenhuis, die dan al kan beginnen met de diagnose en adviezen geven aan het ambulancepersoneel. Op deze manier wordt kostbare tijd gewonnen, legde dr. M. Adeyinka van het Amersfoortse Laboratorium voor Biomedische Informatica afgelopen maandag uit.

Hoewel Adeyinka al over een experimenteel systeem beschikt en ook de politie een mobiel commando-centrum voor calamiteiten heeft, staat Mobiele Multimedia Communicatie (MMC) nog in de kinderschoenen. Het voornaamste probleem is de geringe bandbreedte van mobiele telefoons: door een draadje passen domweg meer bits dan door de lucht. Dat heeft te maken met het feit dat mobiele ontvangers bewegen ten opzichte van het basisstation. Daardoor is ook de tijd variabel die het signaal erover doet om van het basisstation de ontvanger te bereiken. En dat heeft weer tot gevolg dat hoge snelheden moeilijk te realiseren zijn – want als het ene bit er langer over doet dan het volgende bit, gaan ze elkaar inhalen en dat betekent dat het signaal verstoord. Bij lagere snelheden, dus ‘langere’ bits, raken alleen de randen verstoord.

In het kader van het MMC-project van de TU, een samenwerking tussen Elektrotechniek, Industrieel Ontwerpen en Wijsbegeerte en Tewchnische Maatschappijwetenschappen, wordt onder meer gezocht naar methoden om bij hogere zendsnelheden toch betrouwbare communicatie tot stand te brengen. ,,We kijken naar hogere frequentiegebieden, waar meer ruimte beschikbaar is”, aldus prof.dr. F.C. Schoute, leider van het (MMC-)project. ,,Een andere mogelijkheid is meer informatie parallel te versturen.” Maar dat laatste legt ook weer een flink beslag op de beschikbare capaciteit.
Bitvreters

Vandaar dat het meeste onderzoek uitgaat naar het beperken van de hoeveelheid te versturen bits. De nieuwste ontwikkelingen op dat gebied werden uitgelegd door ir. Rob Koenen, ooit de VSSD-expert die meer van studiefinanciering wist dan het ministerie, nu optredend namens KPN Research. Daar houdt hij zich bezig met het Europese ACTS-programma (Advanced Communication Technologies and Services).

De ergste bitvreters zijn geluid en met name bewegende beelden. Die laatste worden in de huidige compressiestandaard MPEG-2 opgedeeld in blokjes van dezelfde kleur en zo verstuurd. Eenblauwe lucht hoeft zo niet pixel voor pixel doorgestuurd te worden en dat spaart bits. Om met MPEG-2 real time vloeiende beelden (televisie-kwaliteit) te krijgen, heb je een zware computer nodig. Maar een volledig nieuwe aanpak hangt in de lucht.

,,MPEG-4, waarvan de standaard eind volgend jaar af moet zijn, zal gebaseerd zijn op objecten die gemanipuleerd kunnen worden”, zei Koenen. Een beeld wordt dus niet meer opgedeeld in kleurvlakken, maar in objecten (bijvoorbeeld: vaste achtergrond, een mens, een hond). Als de objecten eenmaal vastgesteld zijn, kan de beweging vastgelegd worden in een aantal parameters. Daardoor heeft MPEG-4 voor het weergeven van beweging minder bits nodig dan de bestaande standaards en kan daardoor met een lagere zendsnelheid toe. Daar staat wel weer tegenover dat de ontvangende computer extra rekenwerk moet verrichten om uit de codering tot een beeld te komen.

,,In mei gaan we in Helsinki twee systemen beproeven”, aldus Koenen. ,,Het eerste is een real time bewakingssysteem. De bedoeling is dat de bewakers in de auto al kunnen waarnemen wat er op de camera te zien is. De bedoeling is dat we een intelligente codering krijgen, die beweging detecteert en zo een inbreker herkent. Het voornaamste doel is het terugbrengen van het aantal valse alarms, maar het systeem kan bewakers, als er wel iets aan de hand is, beter voorbereiden op wat zij kunnen verwachten.”

,,Het tweede systeem geeft reizigersinformatie, zoals hotels en wegwijzers. Omdat alle informatie vooraf vastligt, hoef je die niet real time te coderen. Er worden wel andere eisen gesteld aan de interface. Een bewaker hanteert als voornaamste criterium dat hij zijn werk beter kan doen, een toerist zal het systeem een meer intuïtief oordeel geven.”
Dierentuin

De eerste toepassingen van MPEG-4 zullen, hoe kan het ook anders, waarschijnlijk op het World Wide Web te vinden zijn. De interactiviteit van het net is nu nog beperkt. Een opgevraagd filmpje voor- en achteruit spoelen, dat is zo’n beetje het maximum aan gebruikersinbreng. Met de objecten van MPEG-4 valt echt te spelen, ze vallen zelfs eenvoudig uit het beeld te knippen en in een ander document op te nemen. KPN Research is intern al bezig met een digitale dierentuin. De medewerkers kunnen met de digitale beesten (het worden waarschijnlijk vissen) real time spelen, is de bedoeling.

Of KPN-medewerkers er daadwerkelijke behoefte aan hebben te spelen met virtuele visjes, is nog maar de vraag. De digital zoo is typisch een geval van technology push. Maar het MMC-project bevat naast de technologie ook een duidelijke sociale inbreng. Projectleider Schoute: ,,Een van de dingen die we onderzoeken is hoe mensen effectiever kunnen samenwerken als ze verschillende multimedia mogelijkheden tot hun beschikking hebben.”

Psychologe dr. T.M. Egyedi houdt zich bijvoorbeeld bezig met onderzoek naar de behoeften van multimedia-gebruikers. Dit is onderzoek dat uitgaat van ‘zachte’ metingen door interviews en enquêtes, maar dat daaruit best ‘harde’ eisen kan destilleren ten opzichte van bijvoorbeeld transmissie-snelheden en functionaliteit van de software.

Bij de voorbereiding van de studiedag kon Egyedi in elk geval alsignaleren dat de techneuten met hun plaatjesrijke posters toegankelijkere presentaties hadden gemaakt dan de sociale wetenschappers, die het op woorden hielden. Het cliché dat het altijd de ingenieurs zijn die met onbegrijpelijke brij komen aanzetten, gaat dus niet altijd op.
Binnenvaart

Expertise op het gebied van multimedia-gebruik werd op de studiedag ingebracht door ir. S. Verjans van het Limburgs Universitair Centrum in het Belgische Diepenbeek. Zijn Expertisecentrum Digitale Media maakt multimedia-programma’s voor het onderwijs en heeft meerdere onderzoeksprogramma’s lopen om dat te combineren met mobiliteit. Een daarvan is bedoeld voor reizende kinderen uit de binnenvaart en kermiswereld. Die zouden een real time verbinding moeten krijgen met een leraar – dat is wat anders dan een voorgebakken cd-rom met lesmateriaal.

Verjans: ,,Multimedia is eigenlijk een hype. Teleac doet het al jaren met een combinatie van televisie, cursusboeken en ander cursusmateriaal. Het nieuwe is dat de computer alles kan combineren en dat de productie daardoor goedkoper wordt. De kunst is optimaal gebruik te maken van de verschillende eigenschappen van de media. Een foto, bijvoorbeeld, kan heel veel details geven, maar je hebt begeleidende tekst nodig om te begrijpen welk element van de foto belangrijk is. Alleen taal is krachtig genoeg om in principe alles uit te kunnen drukken, maar taal heeft wel weer als nadeel dat het snel dubbelzinnig wordt.”

Hoewel de gebruikerskant dus essentieel is voor een succesvolle opmars van echt interactieve multimedia, bestaat het MMC-onderzoek aan de TU voor een belangrijk deel uit technische verkenningen. Tenslotte worstelt de mobiele communicatie nog altijd met zulke fundamentele dingen als het leggen van een verbinding met een fatsoenlijke kwaliteit. In een gesprek is af en toe een beetje ruis geen probleem, maar een computer is binnen de kortste keren een sloot bits kwijt. Die moeten dan opnieuw verzonden worden en dat vereist weer kostbare tijd.

Schoute peuterde voor het project, dat nog drie jaar doorloopt, een subsidie van 2,5 miljoen gulden los bij de Stichting voor de Technische Wetenschappen. Daarnaast leveren ook KPN en TNO een bijdrage om te komen tot een mooie synthese van technisch perfecte mobiele communicatie en door mensen als aangenaam ervaren multimedia. Dan kunnen de babbelboxen en dungeons op het net eindelijk grafisch georiënteerd worden.
(C.J.)

Internet op een pc langzaam? Probeer dan maar eens met een laptop en een gsm-telefoon verbinding te leggen. Dan blijkt het nog veel erger te kunnen. Toch zullen mobiliteit en interactieve computertoepassingen naar elkaar toe moeten groeien. De mogelijkheden daartoe werden op een rijtje gezet tijdens een studiedag in het Techniek Museum, afgelopen maandag.

Zo moet het in de toekomst gaan: een ambulance arriveert bij een ongeluk, het personeel signaleert zeer ernstige verwondingen, richt een camera op de gewonde en legt real time audiovisueel contact met een arts in het ziekenhuis, die dan al kan beginnen met de diagnose en adviezen geven aan het ambulancepersoneel. Op deze manier wordt kostbare tijd gewonnen, legde dr. M. Adeyinka van het Amersfoortse Laboratorium voor Biomedische Informatica afgelopen maandag uit.

Hoewel Adeyinka al over een experimenteel systeem beschikt en ook de politie een mobiel commando-centrum voor calamiteiten heeft, staat Mobiele Multimedia Communicatie (MMC) nog in de kinderschoenen. Het voornaamste probleem is de geringe bandbreedte van mobiele telefoons: door een draadje passen domweg meer bits dan door de lucht. Dat heeft te maken met het feit dat mobiele ontvangers bewegen ten opzichte van het basisstation. Daardoor is ook de tijd variabel die het signaal erover doet om van het basisstation de ontvanger te bereiken. En dat heeft weer tot gevolg dat hoge snelheden moeilijk te realiseren zijn – want als het ene bit er langer over doet dan het volgende bit, gaan ze elkaar inhalen en dat betekent dat het signaal verstoord. Bij lagere snelheden, dus ‘langere’ bits, raken alleen de randen verstoord.

In het kader van het MMC-project van de TU, een samenwerking tussen Elektrotechniek, Industrieel Ontwerpen en Wijsbegeerte en Tewchnische Maatschappijwetenschappen, wordt onder meer gezocht naar methoden om bij hogere zendsnelheden toch betrouwbare communicatie tot stand te brengen. ,,We kijken naar hogere frequentiegebieden, waar meer ruimte beschikbaar is”, aldus prof.dr. F.C. Schoute, leider van het (MMC-)project. ,,Een andere mogelijkheid is meer informatie parallel te versturen.” Maar dat laatste legt ook weer een flink beslag op de beschikbare capaciteit.
Bitvreters

Vandaar dat het meeste onderzoek uitgaat naar het beperken van de hoeveelheid te versturen bits. De nieuwste ontwikkelingen op dat gebied werden uitgelegd door ir. Rob Koenen, ooit de VSSD-expert die meer van studiefinanciering wist dan het ministerie, nu optredend namens KPN Research. Daar houdt hij zich bezig met het Europese ACTS-programma (Advanced Communication Technologies and Services).

De ergste bitvreters zijn geluid en met name bewegende beelden. Die laatste worden in de huidige compressiestandaard MPEG-2 opgedeeld in blokjes van dezelfde kleur en zo verstuurd. Eenblauwe lucht hoeft zo niet pixel voor pixel doorgestuurd te worden en dat spaart bits. Om met MPEG-2 real time vloeiende beelden (televisie-kwaliteit) te krijgen, heb je een zware computer nodig. Maar een volledig nieuwe aanpak hangt in de lucht.

,,MPEG-4, waarvan de standaard eind volgend jaar af moet zijn, zal gebaseerd zijn op objecten die gemanipuleerd kunnen worden”, zei Koenen. Een beeld wordt dus niet meer opgedeeld in kleurvlakken, maar in objecten (bijvoorbeeld: vaste achtergrond, een mens, een hond). Als de objecten eenmaal vastgesteld zijn, kan de beweging vastgelegd worden in een aantal parameters. Daardoor heeft MPEG-4 voor het weergeven van beweging minder bits nodig dan de bestaande standaards en kan daardoor met een lagere zendsnelheid toe. Daar staat wel weer tegenover dat de ontvangende computer extra rekenwerk moet verrichten om uit de codering tot een beeld te komen.

,,In mei gaan we in Helsinki twee systemen beproeven”, aldus Koenen. ,,Het eerste is een real time bewakingssysteem. De bedoeling is dat de bewakers in de auto al kunnen waarnemen wat er op de camera te zien is. De bedoeling is dat we een intelligente codering krijgen, die beweging detecteert en zo een inbreker herkent. Het voornaamste doel is het terugbrengen van het aantal valse alarms, maar het systeem kan bewakers, als er wel iets aan de hand is, beter voorbereiden op wat zij kunnen verwachten.”

,,Het tweede systeem geeft reizigersinformatie, zoals hotels en wegwijzers. Omdat alle informatie vooraf vastligt, hoef je die niet real time te coderen. Er worden wel andere eisen gesteld aan de interface. Een bewaker hanteert als voornaamste criterium dat hij zijn werk beter kan doen, een toerist zal het systeem een meer intuïtief oordeel geven.”
Dierentuin

De eerste toepassingen van MPEG-4 zullen, hoe kan het ook anders, waarschijnlijk op het World Wide Web te vinden zijn. De interactiviteit van het net is nu nog beperkt. Een opgevraagd filmpje voor- en achteruit spoelen, dat is zo’n beetje het maximum aan gebruikersinbreng. Met de objecten van MPEG-4 valt echt te spelen, ze vallen zelfs eenvoudig uit het beeld te knippen en in een ander document op te nemen. KPN Research is intern al bezig met een digitale dierentuin. De medewerkers kunnen met de digitale beesten (het worden waarschijnlijk vissen) real time spelen, is de bedoeling.

Of KPN-medewerkers er daadwerkelijke behoefte aan hebben te spelen met virtuele visjes, is nog maar de vraag. De digital zoo is typisch een geval van technology push. Maar het MMC-project bevat naast de technologie ook een duidelijke sociale inbreng. Projectleider Schoute: ,,Een van de dingen die we onderzoeken is hoe mensen effectiever kunnen samenwerken als ze verschillende multimedia mogelijkheden tot hun beschikking hebben.”

Psychologe dr. T.M. Egyedi houdt zich bijvoorbeeld bezig met onderzoek naar de behoeften van multimedia-gebruikers. Dit is onderzoek dat uitgaat van ‘zachte’ metingen door interviews en enquêtes, maar dat daaruit best ‘harde’ eisen kan destilleren ten opzichte van bijvoorbeeld transmissie-snelheden en functionaliteit van de software.

Bij de voorbereiding van de studiedag kon Egyedi in elk geval alsignaleren dat de techneuten met hun plaatjesrijke posters toegankelijkere presentaties hadden gemaakt dan de sociale wetenschappers, die het op woorden hielden. Het cliché dat het altijd de ingenieurs zijn die met onbegrijpelijke brij komen aanzetten, gaat dus niet altijd op.
Binnenvaart

Expertise op het gebied van multimedia-gebruik werd op de studiedag ingebracht door ir. S. Verjans van het Limburgs Universitair Centrum in het Belgische Diepenbeek. Zijn Expertisecentrum Digitale Media maakt multimedia-programma’s voor het onderwijs en heeft meerdere onderzoeksprogramma’s lopen om dat te combineren met mobiliteit. Een daarvan is bedoeld voor reizende kinderen uit de binnenvaart en kermiswereld. Die zouden een real time verbinding moeten krijgen met een leraar – dat is wat anders dan een voorgebakken cd-rom met lesmateriaal.

Verjans: ,,Multimedia is eigenlijk een hype. Teleac doet het al jaren met een combinatie van televisie, cursusboeken en ander cursusmateriaal. Het nieuwe is dat de computer alles kan combineren en dat de productie daardoor goedkoper wordt. De kunst is optimaal gebruik te maken van de verschillende eigenschappen van de media. Een foto, bijvoorbeeld, kan heel veel details geven, maar je hebt begeleidende tekst nodig om te begrijpen welk element van de foto belangrijk is. Alleen taal is krachtig genoeg om in principe alles uit te kunnen drukken, maar taal heeft wel weer als nadeel dat het snel dubbelzinnig wordt.”

Hoewel de gebruikerskant dus essentieel is voor een succesvolle opmars van echt interactieve multimedia, bestaat het MMC-onderzoek aan de TU voor een belangrijk deel uit technische verkenningen. Tenslotte worstelt de mobiele communicatie nog altijd met zulke fundamentele dingen als het leggen van een verbinding met een fatsoenlijke kwaliteit. In een gesprek is af en toe een beetje ruis geen probleem, maar een computer is binnen de kortste keren een sloot bits kwijt. Die moeten dan opnieuw verzonden worden en dat vereist weer kostbare tijd.

Schoute peuterde voor het project, dat nog drie jaar doorloopt, een subsidie van 2,5 miljoen gulden los bij de Stichting voor de Technische Wetenschappen. Daarnaast leveren ook KPN en TNO een bijdrage om te komen tot een mooie synthese van technisch perfecte mobiele communicatie en door mensen als aangenaam ervaren multimedia. Dan kunnen de babbelboxen en dungeons op het net eindelijk grafisch georiënteerd worden.
(C.J.)